Usikkerhet knyttet til predikering av nødvendig rømningstid ved brann

Abstract

Evakueringsmodellering brukes ofte som et hjelpemiddel i funksjonsbaserte analyser for å predikere evakueringstid, dvs. hvor lang tid det tar for alle personene å evakuere en bygning. Modellene reflekterer variasjoner i evakueringstid. Denne oppgaven vil ta for seg modellusikkerhet knyttet til prediksjon av evakueringstid ved hjelp av evakueringsmodellering. Modellusikkerhet er usikkerhet om verdien til modellfeilen, og er en kombinasjon av tre komponenter: parameterusikkerhet, strukturell modellusikkerhet og kompletthetsusikkerhet.

En sensitivitetsanalyse er utført for modellparameterne. Evakueringstiden var mest sensitiv ovenfor variasjoner i personantallet og strømningsraten. Evakueringstiden var ikke sensitiv for variasjoner i reaksjonstiden og forflytningshastigheten, men det eksisterer likevel epistemisk usikkerhet ved tallfesting av disse fordi analytikerens bakgrunnskunnskap kan være svak, spesielt med tanke på menneskelige handlingsmønstre. Kilder til usikkerhet kan også komme fra modellens struktur. Derfor bør analytikere kjenne godt til modellens oppbygning, og de begrensninger som kan føre til modellfeil.

Metoden som anvendes i usikkerhets¬analysen er en ny måte å behandle modellusikkerhet på i sammenheng med brannteknisk modellering. Metoden ble spesifikt brukt for å vurdere en delmodell for forflytningshastigheten i evakueringsmodellen STEPS, hvor antakelsene og prinsippene som modellen bygger på betraktes. Disse antakelsene blir behandlet som potensielle bidragsytere til modellusikkerhet, og ved hjelp av antakelsene kunne de faktorene som evakueringstiden påvirkes av bli vurdert med hensyn på usikkerhet.

Usikkerhetsanalysen viste at metoden egner seg godt til å analysere usikkerhet i matematiske modeller hvor et fenomen eller system bygger på et sett av antakelser som en følge av modellens egenskaper. Den studerte delmodellen ble vurdert å være en akseptabel modell for å uttrykke forflytningshastighet som en normalfordelt størrelse i evakueringsmodellering.

Fordelen med metoden var at den ga klare indikasjoner på hvor hvilke antakelser som var mest usikre, og at den strukturelle modellusikkerheten kunne knyttes mot antakelsenes usikkerhet- og sensitivitetsgrad. Ved å utføre analysen kan analytikeren også vise hvor velfundamentert bakgrunnskunnskapen er som ligger til grunn for vurderingen, og dermed øke troverdigheten til prediksjonene.

Videre ble det konkludert med at for antakelser fra (del)modeller som gir små usikkerhetsbidrag slik analysen av delmodellen gjorde var det lite meningsfylt med en detaljert analyse. Fra et helhetlig perspektiv ble den valgte metoden derfor vurdert å være for ressurskrevende å anvende for den studerte delmodellen. For modeller med små usikkerhetsbidrag kan usikkerheten derfor enten gjøres kjent eller vurderes ved hjelp av en kvalitativ analyse. Det gis derfor forslag til hvordan modellusikkerhet kan håndteres med tanke på brukervennligheten i sammenheng med evakueringsmodellering.

I sum viser rapporten viktigheten av å bruke usikkerhetsanalyse ved brannteknisk modellering. Antakelsene i delmodellen som ble undersøkt hadde ikke stor nok sensitivitet og usikkerhet for å bruke en så omfattende metode for håndtering av usikkerhet. Det påpekes derfor at når større deler av evakueringsmodellen skal vurderes med hensyn på usikkerhet vil rammeverket presentert i denne rapporten i mye større grad vise hvorvidt det er usikkerhet i prediksjonene av nødvendig rømningstid.